k = 0.12 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、25 L/min で供給される連続槽型反応器(CSTR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 75% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
解答つき反応器の設計(CSTR と PFR)ワークシート
1.やさしい
Q = 25 L/mink = 0.12 min⁻¹X = 75%
V = L
2.やさしい
k = 0.1 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 95% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。
k = 0.1 min⁻¹X = 95%
τ = min
3.ふつう
k = 0.5 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、20 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
Q = 20 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 95%
V = L
4.ふつう
k = 0.4 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、10 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 80% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
Q = 10 L/mink = 0.4 min⁻¹X = 80%
V = L
5.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.1 min⁻¹)を、各 2000 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 100 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 2000 L (×2)Q = 100 L/mink = 0.1 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.3 min⁻¹)を、各 50 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 50 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 50 L (×2)Q = 50 L/mink = 0.3 min⁻¹
X = %
解答
- 1. V = 625 L
- 2. τ = 190 min
- 3. V = 119.8 L
- 4. V = 40.24 L
- 5. X = 88.89 %
- 6. X = 40.83 %
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。